Spannungsbereich 0.5-2.7V => 9-12V

[Jaecko]

Moin.

Hab hier folgendes Problem. An sich dürfte das ja kein Problem sein nur steh ich grad etwas auf dem Schlauch.
Und zwar habe ich einen IR-Sensor (GP2D120), der mir als Ausgansspannung je nach Entfernung eine Spannung zwischen 0.5 bis 2.7V ausgibt.

Eine Auswertende Schaltung (Signalgenerator) benötigt jedoch für den Ausgabebereich eine Spannung von 9.2 bis 11.8V.

Wie müsste eine Schaltung dazu aussehen, um diese Verstärkung zu erreichen? Stichwort "PNP-Transistor" müsste ja schon mal stimmen... aber was gehört da noch aussen rum dazu..?

MfG

[Hubert.G]

Ich würde eher einen OPV vorschlagen: www.domnick-elektronik.de/elekovg.htm
Nichtinvertierer, wahlweise mit symetrischer oder unsymetrischer Stromversorgung.

[Jaecko]

hm, stimmt.. OPV wäre ne Idee...
Mal durchgerechnet für die angenommenen Werte:
Eingangspannungen: E1 = 0.5, E2 = 2.7
Ausgangsspannungen: A1 = 9, A2 = 12

Die Steigung (Verstärkung) müsste demnach 1.3636 sein, der Offset 8.3182V. Bei nem Nichtinvertierenden OPV müsste nach richtiger Rechnung für das Widerstandsverhältnis 0,36363 gelten.

Bleibt das Problem mit dem Offset. Wie könnte man diesen auf die 8.3V bringen?

[Manf]

Bei einem invertiernden Verstärker den Bezugspunkt hochsetzen wenn das Signal auch invers sein darf.

Sonst noch einmal invertieren.

So in etwa

http://www.vias.org/mikroelektronik/oa_exp_sumampl.html

[Jaecko]

So wie in dem Link angegeben (mit 2 OPVs) hätt ich auch gedacht; Nur war meine Theorie nach einiger rechnerei anders rum.
D.h zuerst Verstärken (nicht-invertierend) mit 1,3636;

der zweite OPV addiert dann diese Verstärkte Spannung (z.B. IN1) mit der "Offset"-Spannung aus einem Poti (8,3V) (IN2) und würde diese bei OUT1 ausgeben

Klappt das so rum auch?
EDIT: Muss ja auch, da zuerst verstärkt, dann addiert werden muss.
Schaltung im Anhang...


Edit: Anhang aus Platzgründen entfernt

[askazo]

Deine Schaltung funktioniert so nicht ganz.
Der Addierer invertiert Die Summe Deiner Eingangssignale, also brauchst Du zum einen eine negative Versorgungsspannung für Deinen OP und zum anderen noch einen Inverter dahinter.

Die Schaltung, die Manf gepostet hat, war schon völlig richtig. Addieren und Verstärken geht in einem Schritt, also mit einem OP. Danach noch invertieren und fertig.

Das Problem wird bei Dir wohl die negativer Versorgungsspannung sein, schätze ich...

Gruß,
askazo

[Jaecko]

Hm, der denk"Denkfehler" der sich bei mir ergeben hat, ist einfach der, dass es bei ja nen Unterschied macht (mathematisch), ob ich zuerst den Offset addiere und dann verstärke, oder andersrum.

Wird erst verstärkt (V1.36) und dann addiert (U=8.32):
0.5V => 0.68V => 9V
2.7V => 3.67V => 12V

Wird zuerst addiert und dann verstärkt
0.5V => 8.82 => 12V
2.7V => 11.02 => 15V

Da hat mich die Abfolge der Bauteile etwas durcheinander gebracht.
Aber werds mal mit der Schaltung von Manf versuchen.

[Manf]

Das Problem wird bei Dir wohl die negativer Versorgungsspannung sein, schätze ich...
... Auch eine Versorgung mit 12V und eine Aussteuerung bis 11,8V geht mit dem 741 nicht, der benötigt relativ große Abstände zu den "Rails".
Manfred

[Jaecko]

Soo... also die Stromversorgung wurde jetzt mal auf +/- 15V geändert und mal beide Schaltungen durchprobiert. (Benötigter Bereich liegt immer noch bei 9-12V, die OpAmps können aber nun mit bis zu +/-15V betrieben werden)

Aber es passt irgendwie keine der Schaltungen. Entweder der "Offset" von 8V lässt sich nich so hoch einstellen oder die Spannung vom Sensor wird "vernachlässigt"... oder ich bin mal wieder zu blind.

Auch stellt sich mir hier immer noch der Denkfehler mit der Reihenfolge Addieren/Verstärken in den Weg...

Schaltung (die schon von Manf gepostete):
http://www.vias.org/mikroelektronik/oa_exp_sumampl.html

Versteh ich das jetzt richtig:
Mein Problem: Ich habe nur 1 Spannung (Sensor, 0,5-2,7V), die verstärkt werden soll (V=1.36). Anschliessend werden 8,3V addiert.

Lösung über Schaltung:
- Bei der Schaltung lass ich IN 1 weg (existiert nicht bzw. = 0)
- An IN2 kommt der Sensor.
- Über das Poti stell ich die Spannung von 8,3V ein.
- Der erste OPV liefert mir so (mit passenden Widerständen) den Spannungsbereich von 9-12V (mit der Verstärkten Sensorspannung + 8.3V), jedoch nur negativ.
- der zweite OPV hat durch 2 gleiche R die Verstärkung -1, stellt mir also dann die positiven Spannungen zur Verfügung.

Stimmt einer der Punkte hier nicht?

[mantis.]

Hi, hätte da noch einen vorschlag für dich:

Sensor Spannung * 1.18 + 8.7V => Ausgangsspanunng

Das bedeutet, die Sensorspannung mit einem nichtinvertierenden Verstärker verstärken mit dem Faktor 1.18, und dannach 8.7 V
mit einer Addierer Schaltung hinzu addieren

ERgebnisse sind dann: 0.5V entspricht 9.29V
2.7V entspricht 11.8V

Hoffe ich konnte helfen, und ich verwirre jetz keinen +gg+

mfg
MaX

[Jaecko]

So... habs nun hinbekommen mit 3 OPV-Stufen (geplant bzw. bisher verwendet wurden immer nur 2).

1) Wie grad gesagt eine Verstärkung um den Faktor (nicht-invert.)
2) danach Addition der 8.7V
3) und letztendlich invertieren (=Verstärkung mit V = -1)

Mit den MC1458 ist das ganze dann auch etwas platzsparender als mit den einzelnen 748ern.

[askazo]

@mantis: Diesen Ansatz verfolgen wir doch die ganze Zeit schon :rollen:

@Jaecko: Es sollte eigentlich auch mit der Schaltung von Manf gehen. Seltsam, dass es bei Dir nicht funktioniert hat. Die Übertragungsfunktion des Summierverstärkers
-Ua = Rg/R1 * U1 + Rg/R2 * U2
passte eigentlich genau auf Deinen Anwendungsfall. Vielleicht hast Du Dich mit den Wiederstandswerten verrechnet?

Aber wenn Dich die Lösung mit 3 OPs auch zufriedenstellt, ist's ja auch ok.

Gruß,
askazo